随着我们量子列车的飞驰向前,我们刚刚见识过了量子世界的不连续和不确定性,领悟了很多有趣的概念。
那么这一节,我们又要来见识新的量子实验了。
我们即将了解的实验非常神奇,甚至可以说是量子领域的最不可思议的实验之一,号称是展现神迹的量子实验。
这个实验名字叫做「反事实量子通信」。
这个名词听起来就十分具有神秘的科幻感。
在道格拉斯·亚当斯写的科幻小说《银河系漫游指南》中有一艘神奇的飞船叫「黄金之心」号,那艘飞船用的引擎叫做「无限非概率驱动」引擎。我一直觉得这个名字的创意和反事实通信两者有异曲同工之妙。它们都是把两个很矛盾的名词拼装在了一起,比如「非概率」和「反事实」,从而呈现出一种打破宇宙规则的感觉。
事实上也的确如此,在小说里非概率驱动让飞船能出现在最不可能出现的地方,而反事实通信也能让信息用最想象不到的方式传递。
我们闲话少说,直接开始介绍吧。
这个实验的来源还是经典的杨氏双缝干涉实验,研究量子的科学家们特别迷恋这个简单的实验装置,他们在双缝实验的基础上不断地改进、变形,延伸出了很多奇特的新的实验来。当然,所有的实验都是围绕着光的波粒二象性的特点来展开的。
随着科学家对光的波粒二象性的理解逐渐加深,他们开始意识到光在不被测量的时候呈现波动状态的能力似乎不光是绕过一些障碍形成干涉这么简单,光的波函数在空间中似乎有更强的能力,于是他们做了这样一个小的实验。
首先还是原始的双缝实验,如果我们用波的概念来描绘应该是这样。
回顾下光的双缝自干涉实验
这张双缝干涉的图大家应该都很熟悉了,我们现在用我们熟悉的虚拟视角来再把这张图示意的实验过程再描述一遍:光从光源发射器发射以后就不存在实体了,变成了一种虚拟存在的波函数。这个波函数在没有被观察以前是没有没计算的。然
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